Héliopause - Définition

Introduction

En astronomie, l'héliopause est la limite où le vent solaire du Soleil est arrêté par le milieu interstellaire.

Structure

Le vent solaire souffle une « bulle » dans le milieu interstellaire (le gaz d'hélium et d'hydrogène raréfié qui emplit la galaxie). Cette bulle est dénommée héliosphère, et sa limite extérieure se trouve là où la poussée du vent solaire n'est plus suffisante pour repousser le milieu interstellaire, constitué des vents stellaires des astres proches et des nuages de gaz entre ces astres. Cette limite est connue comme étant l'héliopause et est souvent considérée comme étant la frontière extérieure du système solaire.

Au sein de l'héliosphère se trouve une limite appelée « choc terminal » où des particules de vent solaire supersoniques sont ralenties à des vitesses subsoniques par le milieu interstellaire. La couche entre le choc terminal et l'héliopause est connue comme l'héliogaine (heliosheath en anglais). Lorsque des particules émises par le soleil entrent en collision avec les particules interstellaires, elles ralentissent en émettant de l'énergie (se réchauffant). Beaucoup de particules s'accumulent à et autour de l'héliopause, fortement énergisées par leur décélération, créant une onde de choc.

La distance à l'héliopause n'est pas connue précisément. Elle est probablement bien plus courte du côté du système solaire faisant face au mouvement orbital à travers la galaxie. Elle peut aussi varier en fonction de la vitesse actuelle du vent solaire et de la densité locale du milieu interstellaire. Elle est connue pour se situer bien au-delà de l'orbite de Pluton.

Étude

La mission actuelle des sondes Voyager 1 et Voyager 2 est de découvrir et étudier le choc terminal, l'héliogaine et l'héliopause. En 2003, la revue Nature a publié successivement deux articles scientifiques à ce sujet, dans lesquels les auteurs interprétaient les mesures de Voyager 1 pour ou contre l'atteinte du choc terminal par la sonde. Le détecteur de plasma n'est plus opérationnel depuis plusieurs années, mais les scientifiques étudient les données d'autres détecteurs et la controverse existe parce qu'en août 2002 (à 84,7 UA du soleil), Voyager 1 serait passé au-delà du choc terminal et, en février 2003 (à 87 UA), il serait revenu à l'intérieur. L'interprétation la plus courante semble être que les limites définies ici sont hautement fluctuantes (sans doute sous l'influence directe du vent solaire). Mais l'interprétation des données reste sujette à caution et il est possible que le phénomène observé n'ait été qu'un signe avant-coureur du choc terminal lui-même.

En mai 2005 la NASA annonce que grâce à de nouvelles données la communauté scientifique s'accorde à dire que Voyager 1 a franchi le choc terminal et est entré dans l'héliogaine. Voyager devrait atteindre l'héliopause d'ici 2020 au rythme de 3 UA par an et devrait disposer d'assez d'énergie pour transmettre les informations.

En 2007 Voyager 2 atteint à son tour l'héliogaine et ses instruments de mesures, en état de fonctionner, en révèlent un peu plus sur cette zone. L'intensité du vent solaire varie en fonction de l'activité de notre étoile et l'héliogaine semble palpiter et sa distance varier. L'intensité des champs magnétiques rencontrés varie également fortement contrairement aux prévisions et la température chute d'une valeur dix fois plus faible que ce que les modèles prévoyaient. Voyager 2 rejoindra l'héliopause au début des années 2010 et devrait encore fonctionner jusqu'en 2020.

Par analogie, une définition alternative est que l'héliopause est la magnétopause entre la magnétosphère du système solaire et les courants de plasma de la galaxie.